Измерительные системы

Примеры решения задач
контрольной работы
Электротехника
Общая электротехника
Примеры решения задач
Физика
Методичка
Лекции и конспекты
Лабораторные работы
Телевидение лабораторные
Расширенный конспект лекций
по курсу «Физика»
Примеры решения задач по физике
Измерительные системы
Лекции по термодинамике
Двигатели внутреннего сгорания
Механика, термодинамика
Атомная энергетика
Атомные электрические станции
Описание реакторной установки
Реакторы типа РБМК-1000
Физические принципы атомной энергетики
Черчение
Инженерная графика
Сопромат
Выполнение курсовой работы по сопромату
Машиностроительное черчение
Архитектурные стили
Французский стиль в русской архитектуре
Искусство борокко
Готика Франции
Эпоха Возрождения
Романский стиль
Художественная роспись тканей
Ручная роспись тканей
Роспись тканей в Японии
Декоративное искусство Японии
Японские мотивы в тканях модерна
Холодный батик
Математика
Дифференциальные уравнения
Ряды
Интегралы
Примеры вычисления интегралов
Элементарная математика
Высшая математика -
лекции , примеры решения задач
Информатика
Информационная безопасность
Модели управления доступом
Разграничение доступа
Вычислительные комплексы
Учебник по информатике
Общие принципы построения
вычислительных сетей
Основы передачи дискретных данных
Базовые технологии локальных сетей
Построение локальных сетей по
стандартам физического
и канального уровней
Сетевой уровень
Глобальные сети
Средства анализа и управления сетями
Почтовые программы
Примеры скриптов на JavaScript
Примеры программирования на Java
Иллюстрированный самоучитель по Java

Структуры измерительных систем и их характеристики. Для описания измерительных систем применяются структурные схемы, состоящие из функциональных элементов (функциональных блоков ФБ, измерительных преобразователей ИП), связанных между собой входными и выходными сигналами.

Структурные схемы средств измерений При создании измерительных систем используют различные схемы соединения измерительных преобразователей (функциональных блоков). Различают разомкнутые структуры, основанные на методе прямого преобразования сигналов, и замкнутые структуры (компенсационные), реализующие метод уравновешивающего преобразования.

Сигнал – процесс изменения во времени физического состояния какого-то объекта, служащий для отображения, регистрации и передачи сообщений. Сигналы – электрические, акустические, оптические и т.д. Классификация сигналов. Сигналы: детерминированные и случайные; периодические и непериодические; импульсные (видеоимпульсы, радиоимпульсы); аналоговые, дискретные и цифровые.

Спектральная плотность прямоугольного видеоимпульса

Спектральный анализ  непериодических сигналов Для практических приложений является важным установление связи между преобразованием сигнала и соответствующим этому преобразованию изменением спектральных характеристик.

Спектральная плотность продифференцированного сигнала

Физические измерительные системы и их математические модели Динамические измерительные системы, в которых связи между измеряемыми величинами (входными сигналами) и выходными сигналами описываются дифференциальными уравнениями, разнообразны по принципам внутреннего устройства и внешним характеристикам.

Динамические характеристики измерительных систем Импульсная характеристика системы.

Пример. Определить форму сигнала на выходе кремниевого диффузионного детектора, вызванного регистрацией -частицы, создавшей заряд  в рабочем объеме детектора.

Модуляция сигналов в измерительных системах Информационные преобразования в аналоговых блоках измерительных систем осуществляются над сигналами, имеющими различные информативные параметры, или, другими словами, над сигналами с различными видами модуляции. Под модуляцией понимается процесс изменения во времени одного или нескольких параметров сигнала-носителя в соответствии с алгоритмами передачи информации от одних преобразователей к другим.

Первичные преобразователи систем измерения физических величин Эффективное управление сложными техническими объектами (атомные электростанции, объекты топливно-энергетического комплекса и пр.), автоматизация технологических процессов, дальнейшее развитие научных исследований требуют массовых измерений разнообразных физических величин. Так, на современном блоке АЭС имеется свыше 3000 точек контроля различных величин, прежде всего температуры, давления, расхода.

Пьезопреобразователи – электромеханические преобразователи, принцип действия которых основан на пьезоэлектрическом эффекте – явлении возникновения электрической поляризации под действием механических напряжений. Если пьезоэлектрическую пластинку с нанесенными электродами (пьезоэлемент) подвергнуть действию механических напряжений (сжатию, растяжению, сдвигу), то на ее поверхности появятся электрические заряды за счет поляризации (прямой пьезоэффект или эффект Кюри). Приложение электрического напряжения к электродам вызывает механическую деформацию пьезоэлемента (обратный пьезоэффект, эффект Джоуля).

Законы фотоэффекта. В широком смысле фотоэффект – это возникновение или изменение электронного тока в цепи под действием падающего на один из элементов цепи электромагнитного излучения (света). Внутренний фотоэффект проявляется в изменении сопротивления полупровод­ни­ков за счет возникновения добавочных электронов проводимости. Внешний фотоэффект – это фотоэлектронная эмиссия, т.е. эмиссия электронов твердым телом под действием падающего на него света. Фотоэффект был открыт Герцем в 1887 г., но особенно он его не заинтересовал, и систематическое изучение фотоэффекта было проведено профессором Московского университета Столетовым с 1888 по 18890 гг.

Теория Фаулера. Основные закономерности ФЭЭ металлов хорошо описываются теорией Фаулера, согласно которой после поглощения в металле фотона его энергия переходит электронам проводимости, в результате чего электронный газ в металле около его поверхности состоит из смеси газов с нормальным (распределением Ферми) и возбужденным (сдвинутым на hn) распределением по энергиям

Фотоэффект для полупроводников. Внутренний фотоэффект. Если у металлов есть только внешний фотоэффект, то для полупроводников – внешний и внутренний. Внутренний заключается в изменении проводимости полупроводника под действием электромагнитного облучения. Зонная теория для полупроводников дает следующую картину энергетических зон для беспримесных полупроводников, когда некоторые электроны попадают в зону проводимости. Обычно проводимость полупроводника повышают за счет нагрева (в отличие от металлов).

Технические фотокатоды. Чистые металлы, как правило, не применяются в качестве фотокатодов, т.к. красная граница из-за большой работы выхода лежит в ультрафиолетовой области. Да и квантовый выход металлов крайне мал. У металлов есть преимущество только в том, что нет «фотостарения», т.е. фоточувствительность не уменьшается со временем использования. Поэтому это свойство является решающим, например, для фотокатодов электронных умножителей.

Вторичная электронная эмиссия полупроводников и диэлектриков. Эффективные эмиттеры вторичных электронов – это не металлы, а полупроводники.

Испускание электронов твердым телом при бомбардировании его ионами называется ионно-электронной эмиссией.

Поверхностная ионизация При попадании потока атомов или молекул на поверхность нагретого до высокой температуры металла некоторая их часть покинет поверхность в виде тех же нейтральных частиц, но будет некоторое количество покидающих поверхность в виде положительных или отрицательных ионов. Явление ионизации на поверхности раскаленного металла получило название поверхностной ионизации – положительной и отрицательной соответственно. Впервые положительную поверхностную ионизацию атомов на вольфраме наблюдали в 1923г. Ленгмюр и Кингдон.

Характеристики ионного распыления. Явление распыления твердого вещества в виде атомов под действием бомбардировки его поверхности потоком ионов получило название ионного распыления. Впервые вынос вещества с катода на стенки газоразрядной камеры под действием бомбардировки поверхности катода ионами было обнаружено еще в середине 19-го века (катодное распыление).

Электромагнитные измерительные преобразователи К классу электромагнитных преобразователей помимо рассмотренных индуктивных датчиков относят близкие им по принципу действий взаимоиндуктивные (трансформаторные), вихретоковые и индукционные преобразователи, используемые для измерений широкого спектра физических величин.

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ В ГАЗЕ Одним из известных подходов к описанию плазмы является ее сопоставление с термодинамической системой. При этом состояние плазмы характеризуется такими величинами, как, температура, энтропия и т.д. В термодинамике вводится понятие равновесной системы, причем достижение равновесных параметров осуществляется по прошествию определенного времени. Условия для существования равновесной системы в лабораторных условиях реализуются, как правило, очень редко. Достаточно известными подходами к описанию плазмы с использованием термодинамики являются модели: полного термодинамического равновесия (ПТР) и локального термического равновесия (ЛТР). Обсудим их применение для лабораторной и природной плазмы.

Движение заряженных частиц в газе Ввиду рассмотрения тока в слабоионизованном газе (a<<1) или в низкотемпературной плазме, требуется определить основные величины, связанные с подвижностью электронов и ионов. Существует ряд экспериментов, в которых были найдены значения подвижностей заряженных частиц для различных газов. Первой теорией подвижности ионов явилась созданная в начале XX века теория Ланжевена, получившая основные закономерности, подтверждаемые экспериментально. 

Машиностроительное черчение, инженерная графика, начертательная геометрия. Выполнение контрольной